超高分子量聚乙烯性能與特征 |
分子式：—(—CH2-CH2—)—n 性質：分子量100～600萬的聚乙烯。 密度：0.936～0.964g/cm3。 熱變形溫度(0.46MPa)85℃，熔點130～136℃。 超高分子量聚乙烯英文名ultra-high molecular weight polyethylene(簡稱UHMWPE)，是分子量100萬-400萬的聚乙烯。 UHMWPE特點為：極好的耐磨性，良好的耐低溫沖擊性、自潤滑性、無毒、耐水、耐化學藥品性，耐熱性優於一般PE，缺點是耐熱性（熱變形溫度）低、加工成型性差，外表面硬度，剛性，耐蠕變性不如一般工程塑料，膨脹系數偏大。 UHMWPE流動性差，熔融狀態下粘度極高，是呈橡膠狀的高粘彈性體，早期僅能用壓制和燒結方法成型，目前也可用擠出、註塑和吹塑方法加工。 UHMWPE可以代替碳鋼、不銹鋼、青銅等材料用於紡織、造紙、食品機械、運輸、醫療、煤礦、化工等部門。如紡織工業上技梭器、打梭棒、齒輪、聯結 、掃花桿、緩沖塊、偏心塊、桿軸套、擺動後果等耐沖擊磨損零件。造紙工業上做箱蓋板、刮水板、壓密部件、接頭、傳動機械的密封軸桿、偏導輪、刮刀、過濾器等；運輸工業上做粉狀材料的料鬥、料倉、滑槽的襯裡。 UHMWPE可做各種機械的零部件，包括食品機械的齒輪、蝸輪、蝸桿、軸承。化工中做泵、閥門、檔板、濾板。醫療上，還可用於心臟瓣膜、短形外科零件，人工關節及節育植入體。體育上做滑冰地板、滾地球道、滑雪板、機動雪橇零件。UHMWPE可以做高模量纖維，制造防彈衣、飛機座椅、海運、漁業用繩索等。 機械性能高於一般的高密度聚乙烯。具有突出的抗沖擊性、耐應力開裂性、耐高溫蠕變性、低摩擦系數、自潤滑性，卓越的耐化學腐蝕性、抗疲勞性、噪音阻尼性、耐核輻射性等。 使用溫度100～110℃。耐寒性好，可在-269℃下使用。密度0.935g/cm3，分子量200萬的產品，其斷裂拉伸強度40MPa，斷裂伸長率350％，彎曲彈性模量600MPa，懸臂梁缺口沖擊沖不斷。磨耗量(MPC法)20mm。 在齊格勒催化劑存在下，由乙烯或乙烯與α-烯烴聚合而成。 應用范圍與聚酰胺、聚四氟乙烯相近，耐磨性超過碳鋼，做齒輪、軸承、軸瓦、星輪、閥門、泵、導軌、密封填料、設備襯裡、滑變板、人工關節等，纖維作防彈衣、繩索等。 |
超高分子量聚乙烯產品特點：
1、提高耐磨性。提高分子量聚乙烯最引人註目的一個性能是它具有極高耐磨性，這一性能有許多工程應用中都是十分寶貴的。在目前所有塑料中，其耐磨性是最好的，就連許多金屬材料(如碳鋼、不銹鋼、青銅等)的有規則磨性也不如它。隨著聚乙烯分子量的升高，這種材料就越耐磨。
2、極高的抗沖擊性能。超高分子量聚乙烯的抗沖強度和它的分子量有關，分子量低於200萬時，隨分子量增長，沖擊強度增高，在200萬左右達到一峰值，這時峰後，分子量 再升高沖擊強度反而會下降。這是由於分子鏈非常時妨礙瞭它的光晶作用，使在大分子中存在大的無定形區因而可以吸收較大的沖擊能量。
根據文獻資料，超高分子量聚乙烯和其它塑料按ASTM-D256方法測定的沖擊強度值，從比較中得出：超高分子量聚乙烯的常溫抗沖擊性可分為以 耐沖擊著稱的聚碳酯媲美，應用於常用的工程塑料。超高分子量聚乙烯即使有-40oC低溫下，仍有很譏的抗沖擊性能，甚至在液氣-269oC溫度下，仍然能 保持較好的耐沖擊性能，這種優異的低溫特性，使超高分子量聚乙烯的應用擴展到低溫工程領域。
3、很低的磨擦系數。超高分子量聚乙烯非常耐磨，而且磨擦系數低、自潤滑性良好，是一種理想的軸承軸套、滑塊、襯裡材料。
使用超高分子量聚乙烯作為設備的磨擦部件，除可提高耐磨壽命外，還可收到節能效果。
4、良好的耐化學腐蝕性。超高分子量聚乙具有良的耐化學腐蝕特性，除濃硝酸、濃硫酸外，它在所有的堿液、酸液中都不會受腐蝕，並且可在溫度(80oC的濃鹽酸中應用，在<20%的硝酸、<75%的硫酸中也是穩定的，它對水、液體洗滌也很穩定。)
但是，超高分子量聚乙烯在芳香料或鹵代料化合物中(特別是在溫度較高的狀況下)極易溶脹，因此，應用時要特別註意。
5、很低吸水性。超高分子量聚乙烯吸水率很低，它幾乎是不吸水，在水中不膨脹，比尼龍的吸水性小得多。
6、熱學性能。按ASTM(負荷4.6kg/cm2)方法的測定，熱變形溫度為85oC,在較小的負荷下，使用溫度可達90oC，在特殊情況下，允許在更高的溫 度下使用，由於超高分子量聚乙烯是一種韌性極好的材料，因而它的耐低性能也非常優異，在-269oC低溫下，仍具有一定的延展性，而沒有脆裂跡象。
7、電性能。超高分子量聚乙烯在很寬的溫度范圍內，都具有很優良的電性能，它的體積電阻達10-18CM，擊穿電壓達50KV/mm,介電常數2.3。在較寬的溫度及頻率范圍內，它的電性能變化極小。在耐熱溫度范圍內，很適宜用作電氣工程的結構材料和紙廠的材料。
8、無毒性超高分子量聚乙烯無味、無毒、無臭，本身無腐蝕性，具有生理循性和生理適應性，美國食品與藥品管理局(FDA)和美國農業部(USDA)允許它用於與食品和藥品接觸的場合。
它的這些特性，特別是耐磨、抗沖擊性、自潤滑性能，在工程塑料中都是最好的。
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